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高師數學專業課程體系分析與探索

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一、對傳統高專數學教學的反思

高師數學專業課程體系分析與探索

高專的數學課程,包括“高等數學”、“線性代數”以及“概率論與數理統計”等,都是對一年級新生開課,學生日後的學習方法、知識結構、思維方式等,毫無疑問會受其前期教育的影響。對剛剛結束初等教育的學生來說,傳統高專數學教學雖然與升學考試的初等數學有一定的區別,但其教育與初等教育在各個環節上的區別並不大。

高專教育的數學課程改革,十幾年來一直強調的一個原則是:數學知識和方法能力以必需、夠用為度。其實這個原則並不明確,以什麼標準來衡量數學教學內容的“必需、夠用”?是以學生在校學習期間的專業基礎和專業課的學習為“必需、夠用”的“度”,還是將來走向社會的“必需、夠用”為“度”?實際工作崗位的不同,其對數學“必需、夠用”的標準也不盡相同:汽車修理工、營銷人員、企業策劃和高階經理,對數學“必需、夠用”的“度”是無法用一個標準衡量的;隨著社會的發展和進步,今年和明年畢業的學生也會對數學“必需、夠用”有不同的理解。

為了全面客觀的認識高專數學課程的利弊得失,我們有必要對傳統高專數學教學進行反思:

1.在教學內容上,以《高等數學》為例,傳統高專數學教學基本是以五十年代樊映川編寫的《高等數學》為主要基礎,其優點在於教材系統、嚴謹,內容安排合理,基本能夠訓練學生抽象思維的縝密性、邏輯性,但教材多年沒有太大變化,例題和基本內容始終在課堂上使用,實際應用型例題比較少,高專數學教學內容缺乏新穎性;

2.在教學形式上,大部分課堂仍以教師講授為主,教師是課堂的主導,學生按照教師講授的內容作題、練習,其優點在於教師能夠掌握課程的進度、充分講解分析、運算和推導過程,但學生參與的較少,難以調動學生的學習積極性;

3.在教學物件上,高專教育主要面對的是將來進行實際操作的高階“藍領”,而高專數學課程一直與本科學生學習的內容基本一致,其優點在於加強了學生的理論知識,但造成高專數學教育針對性不強,沒有真正做到因材施教;

4.在教學目標上,高專數學課程大部分精力是放在單純解題訓練上和公式定理的推導上,使學生對數學知識的形成過程、計算方法瞭解的比較多,數學與實際應用的生動聯絡比較少;

5.在教學手段上,高專數學課程仍是“粉筆+黑板”的傳統模式,其優點在於學生可以跟隨教師的思路,由淺入深的進行系統的推導和運算,但教學手段落後,加上現在學時減而內容沒減多少,推導運算的過程較快,部分數學基礎較差的學生,容易在學習時感到枯燥、乏味,甚至厭倦。

二、崗位需求對高專數學課程體系的影響

現代企業崗位需求的人才,按照與時俱進的要求,是具備理論和實際操作技能的並具有一定發展潛質的技術型人才。一是要求高專教育培養具有一定廣度與深度的基礎理論、專業知識與勞動技能的'人才,能夠在畢業後勝任職業崗位工作;二是受教育者在取得某種職業資格的基礎上,經過適當的技術教育或職業培訓,能夠向上發展成為高階技術或管理人才。也就是說,崗位需求,應當從近期和長遠兩個方面進行考慮。因此,崗位需求對高專數學課程體系有著那些影響,可以從以下三個角度進行考察。

1.從崗位需求看數學課程標準

崗位需要,決定了高專數學教育課程標準的基本方向——理論能力和實踐能力的培養。數學課程標準必須考慮學生達到一定階段時已有的數學知識經驗、認知水平、數學思維的特點,以及學生在教師的指導下可以達到的能力,即數學概括能力、空間想象能力、數學計算能力和邏輯推理能力,大一的學生,是思維發展的重要時期,他們已由經驗思維向抽象邏輯思維轉化。數學課程標準的確定,既要符合學生數學學習的特點,使學生在數學學習中知識結構構建完善,知識能力得以提高,同時還要考慮崗位的實際需要,兼顧學生將來發展的需求。

實際上,數學知識與社會需要共同決定著數學課程的設立,其數學課程標準是依據將來的工作崗位和實踐需要來進行的,各個階段學生數學學習目標的規定和教師數學教學計劃的制定,都應體現著崗位的需要及發展的需求。

2.從崗位需求看數學課程內容的選擇

根據崗位需求,數學課程的內容對大多數學生必須是難易適中,與學生的認知水平相匹配,與學生的可接受能力相適應,這些內容應該是以前數學學習的繼續,也是今後數學學習或將來崗位需求的基本方面。高專數學課程內容的學習,不僅使學生獲得數學知識和能力,而且還要使學生的學習能力得到提高。

根據崗位需求選擇高專數學課程的內容,可能會減少數學知識的學習,不利於學生了解數學的發展全貌,也不利於增加廣泛的背景知識,但通過有側重的數學學習,能體現不同的數學思維方式和思想方法,提高數學的實踐能力,這些內容極有價值,學生可能會受益終身。

3.從崗位需求看數學課程的體系編排

從崗位需求出發,數學課程的體系編排,應以學生不同階段的數學認知程度、重要知識點的全面覆蓋、數學知識的系統連貫為前提,在此基礎上,儘可能保持數學科學所具有的嚴密和邏輯性,處理好純數學的課程體系編排。

三、對高專數學課程體系相關方面的分析

1.高專學生學習數學的動機與興趣分析

高專新生學習數學的動機與興趣,主要在於知識能力、學業成績、職業需求三個主要因素。

其一,從知識能力來看,學習數學是一個重要方面。數學的產生和發展來源於人類對客觀事物的認識,數和數字符號及運算規律是表示交流和傳遞資訊的最有效的手段。例如,用恰當的方式表示具體問題中的數量關係,選擇合適的演算法,估算的意義和能力等等,對於高專學生,無論是現在還是將來都是必要的。

其二,從學業成績來看,許多人把學生在學校的學業成績作為學習程度的唯一標準,認為學業成績就是智力。其實每個學生所具備的智力特點是不一樣的,有的學生思維能力較強,而動手能力較差;有的學生動手能力較強,但思維能力較差。雖然學業成績和未來的成就,往往與一個人的意志、興趣、情感和毅力等非智力因素或機遇有關,但在校期間,數學課程的學業成績是衡量學生學習效果的重要指標,學生相對比較重視。

其三,從職業需求來看,高專數學課程的許多知識在工作崗位上直接應用的並不多,但是,從發展的角度看問題,一個學生不可能當一輩子修理工或銷售員,作為高專數學教育,如果教育是成功的話,應該使學生既能在畢業後就勝任相關的崗位工作,又可以在三、五年後逐步地向較高層次的崗位或職務發展,也就是說,需要從勝任崗位工作及具備發展能力兩個方面進行數學的素質教育。

基於上述三點因素,在高專教育的條件下,學生學習數學的動機和興趣是可以把握的,可以充分利用高中教育給高專新生打下的基礎,因勢利導,把學生引導到以發展能力為中心的素質教育軌道上來。

2.對高專數學課程授課內容的分析

高專數學課程授課的內容,目前包括函式、極限、一元函式的導數或微分及應用、不定積分、定積分及其應用、微分方程、空間的曲面、多元函式的偏導數和全微分、二重積分、行列式、矩陣、線性方程組、概率、點估計、區間估計、假設檢驗這些內容,強調最基本的數學知識和技能。如果從學生將來的崗位需求出發,對於每一個重點內容,需要從勝任崗位工作及具備發展潛質這兩個方面重新設計授課內容次序,重點放在應用上,例如導數,從傳統講授的先後順序來看,先講變化率問題,再引入導數的定義,然後是幾何意義和求導舉例,可以重新處理為:承接函式的連續性質,由切線的斜率入手直接引進導數的概念,然後給出

一、二個簡單函式的求導舉例,在導數的應用最後,再通過實際例子強調變化率類問題,其中包括瞬時速度,為以後順利引進微積分基本公式留下伏筆,這樣既節省了課時,又能使學生對應用導數解決問題留下深刻印象。

由於數學知識的內部聯絡密切,環環相扣,系統性強,某一學習環節的簡略和刪除,往往造成下一階段學習的困難和障礙,所以由淺入深,從簡單到複雜的課程教材體系改革十分必要。而解決高專數學中的學習與需要、理論與實踐的矛盾,有待於對現行課程教材體系進行新的思考和創新。

3.對高專課程授課形式的分析

傳統數學教育強調運算能力、邏輯思維能力和空間想象力的數學三大能力,高專的數學教育也是基於這三大能力進行的。但傳統的教學方法是“粉筆+黑板”,主要是教師用手寫在黑板上進行演算,事實上,現有的數學軟體(比如Mathematica)已經能夠解決大學數學中的絕大部分問題了,對於求導、積分一些數學計算,甚至學生使用的某些手機都可以進行。隨著計算機的廣泛應用,一些傳統方法無法完成的三維影象比如螺旋線、空間中的二次曲面等可以在計算機的幫助下成為現實,因此應提倡適當利用先進的教學裝置。

嘗試利用數學軟體對數學模型進行計算、繪圖和資料處理,體現了數學教育的時代特性。讓學生學會藉助軟體平臺,驗證、應用並發現數學規律,提升學生的創造性思維,從一些不必要的計算勞動中解放出來,以便從事其它更有創造力的工作,這也是當今教學形式改革的一個方面。

四、對高專數學課程體系的基本定位

1.根據崗位需求建立基礎平臺

根據調查結果分析,以汽車系為例,對於各個專業來講,微積分學的基本內容與數理統計是數學課程的基礎平臺,其基本內容包括:函式、極限、一元函式的導數或微分及應用、不定積分、定積分及其應用、微分方程、空間的曲面、多元函式的偏導數和全微分、二重積分、資料的統計、點估計、區間估計、假設檢驗。對於課程中每一個重要知識點,需要從使學生勝任崗位工作以及具備發展能力這兩個方面重新設計授課內容,注重實際應用;而對於某些內容如:有理函式的積分,相關理論雖然已經很完備,但其計算往往非常複雜,耗費學生很多時間,且應用的例子較少,可以只考慮其最簡單的幾種情況;再有,像反三角函式、複數這些內容,與實際需要相差甚遠,高專的學生可以不必瞭解和掌握。

對個別專業單獨需要的知識內容如:矩陣極其運算等,可以通過另設選修課程或整合到其專業課程中解決。

2.注重培養學生終生受用的發展能力

美國課程論專家泰勒認為,教育的本來課題,不是教授者完成某種活動,而是要在學生的行為中引起某種重要的變化。在數學課程的安排中,應重視學習能力、技能的培養,在課時有限的情況下,把重點放在學生對獲得知識的技能培養上,解決“怎麼做”,而不是“為什麼”的問題,如:教會學生怎樣求解微分方程,而不必用很多的時間來推導為什麼要這樣求解。

3.開設多門類選修課程,增加課程的可選擇性

不同專業或不同能力層次的學生,對數學的深淺要求也不一樣,在具體的操作和教學要求上還可細化。數學教學不能只是一種教學模式,應該實現數學教學的個性化。讓同一班級的學生,能夠根據自己的專業需求和興趣愛好,選擇除了最基本的數學知識以外的其它數學內容。根據數學的邏輯性強、應用性廣、實踐性突出的特點,可開設多門類選修課程或數學實驗,增加課程的可選擇性,豐富高專數學教學的內容。

4.更新教材,使得數學教學具有較強的針對性

對於高專數學課程來講,目前使用的教材針對性不夠強。因此,應針對崗位需求的實際情況,結合相關專業對數學的特殊要求,進行必要的內容增減、調整和精編例題,例如,對於汽車營銷專業,應該加重數理統計方面的教學內容,像資料的收集、分類、統計直方圖、預測銷售量等。

總而言之,高專的數學教育,應以崗位實際應用為宗旨,兼顧學生將來的發展能力,突出實踐性、針對性、先進性,淘汰低水平重複、陳舊性內容,採用新思維、新方法,及時吸納新知識、新技術,按國家高教部制定的數學課程教學大綱,重新對課程進行科學地整合,優化數學課程結構,使高專的數學教育更科學合理,最大限度地保證高專教育與經濟生產及社會生活的密切聯絡,使高專教育所培養的人才具備合理的知識結構,符合企業崗位實際的需求。